CN104914239A - 一种免疫层析试纸条检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，包括手持式检测仪、信息服务器和试纸放置外壳，其中所述手持式检测仪包括：微处理器模块、摄像头模块、紫外LED阵列灯模块、可触摸LCD屏幕模块、条码扫描模块、低功耗小尺寸WIFI模块、内置低功耗的SRAM、FLASH闪存、FIFO缓存的集成电路模块和供电模块；所述试纸放置外壳放入所述手持式检测仪，所述条码扫描模块对所述条码区域进行扫描，并通过所述WIFI模块与所述信息服务器进行比对，所述摄像头模块对所述试纸条区域上的试纸进行拍摄，并通过所述微处理器模块图像处理，显示在所述可触摸LCD屏幕模块上。本发明所述免疫层析试纸条检测设备检测效率高，数据可靠，便携易用性高。

Description

一种免疫层析试纸条检测设备

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，尤其涉及一种免疫层析试纸条检测设备。

背景技术

上世纪90年代以来，免疫层析技术由于它的快速、简便、经济、单人份检测等诸多优点得到迅速发展，现已经广泛应用于医学检测、食品质量监测、毒品检测和环境监测。目前，免疫层析技术朝着高灵敏度、定量和多元检测的方向发展，并且有可能成为病原体、恶性肿瘤以及心血管疾病等的早期有效和灵敏的筛查诊断技术，并且在食品快速检测方面的应用越来越广泛。而手持式免疫层析检测仪就是以小型化为方向的检测设备。

目前，免疫层析试纸条检测系统基本上包括试纸条，配套试剂及检测设备。待测样本与免疫层析试纸条及配套试剂反应后，试纸条上的生物信息通过生物信息识别仪，经过软件的图像采集，分析及加强功能，最后得出结果。由于免疫层析技术操作简单，快速，特异性好，结果清楚，易于判断和保存，且无需或仅需简单的仪器和材料，所以常用于床边检测和非医院的大面积筛查。为了配合这些基础应用，层析检测系统的开发必然朝向微型、便携式的方向发展。而齐全的检测系统可以帮助操作人员更准确的获得检测结果，减少环境的影响和误判。

经过对现有技术的检索发现，目前的生物免疫层析检测仪大多都是以电脑为处理数据的核心载体，先用LED光源照射试纸条，然后用工业相机(CCD镜头)作为图像采集设备，将获取的试纸条图像传给电脑，在电脑上用专门的图像处理软件进行检测和分析，最终得到检测结果。这种检测仪灵敏度高，但制作成本较高，体积较大，携带不方便，并且不容易得到推广。现有设备携带性差，一般配套设备比较多；价钱昂贵，体积大，便携性差；而且需要持续供电，对电源依赖性高；检测试纸条的种类很单一；数据传输方式单一，只能一对一；采集出的图像质量不是很好；只能实现芯片单一指标的检测，病人信息文字录入的繁琐等等缺点。由于社区医院的快速发展以及国家对于私人医院的逐步开放，市场对于小型的，精密的，快速的医疗检测设备的需求越来越大。因此，本领域的技术人员致力于开发一种手持式荧光免疫层析芯片检测仪。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有免疫层析设备昂贵，便携性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种免疫层析试纸条检测设备，包括手持式检测仪、信息服务器和试纸放置外壳，其中

所述手持式检测仪包括：微处理器模块、摄像头模块、紫外LED阵列灯模块、可触摸LCD屏幕模块、条码扫描模块、低功耗小尺寸WIFI模块、内置低功耗的SRAM、FLASH闪存、FIFO缓存的集成电路模块和供电模块；

所述试纸放置外壳包括手持区域、条码区域和试纸条区域；

所述试纸放置外壳放入所述手持式检测仪，所述条码扫描模块对所述条码区域进行扫描，并通过所述WIFI模块与所述信息服务器进行比对，所述摄像头模块对所述试纸条区域上的试纸进行拍摄，并通过所述微处理器模块图像处理，显示在所述可触摸LCD屏幕模块上。

进一步地，所述微处理器模块为32位基于ARM核心的CPU，型号为STM32F103ZE。

进一步地，所述摄像头模块是基于CMOS传感器技术的摄像头。

进一步地，所述可触摸LCD屏幕模块包括电阻式触摸屏和电容式触摸屏，所述电容式触摸屏叠加在所述电阻式触摸屏上面，并配置有激活所述电阻式触摸屏和所述电容式触摸屏的选择开关。

进一步地，所述紫外LED阵列灯模块采用365nm紫外光。

进一步地，所述条码扫描模块可以读取一维条形码和二维条形码。

进一步地，所述供电模块为可充电式高能锂电池组。

进一步地，所述信息服务器存储有病人信息列表和检测种类列表，所述病人信息列表包括病人姓名、性别和年龄，所述检测种类列包括荧光免疫检测和胶体金免疫检测。

进一步地，所述试纸放置外壳可采用玻璃，金属或硬塑料材料制成。

进一步地，所述微处理器图像处理算法的改变可通过重新配置所述微处理器来实现。

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种手持式免疫层析试纸条检测设备，该设备基于嵌入式原理，采用集成电子电路技术大大缩小了检测元件的成本和体积；使用高能锂电池组供电，脱离市电可以连续供电6小时以上；采用无线通讯方式实现数据传输，可以不依赖数据采集卡或USB接口，完成数据的采集和传输，提高了设备的可便携性；由于采用了集成技术，将所需的检测设备很好的集成在了一起；采用集成电路技术，缩减设备的成本和检测体积，大大提高设备的便携性；采用了单独可充电的电源，摆脱了对外界电源的依赖；采用直流电源供电，待机时间长，摆脱了对交流电源的依赖；在图像处理上考虑了多种试纸条的处理；可以实现芯片多指标检测结果的提取；全封闭检测，避免了外界光源的影响，提高采集图像的质量；采用条形码或二维码扫描方式，实现病人信息和检测信息的录入。本发明实现了检测数据从手持端到服务器端的无线数据传输。并且可以实现一台检测设备与多台计算机的数据交互，或者实现一台计算机控制多台检测设备同时完成多个样本的检测与数据处理，大大提高了检测效率，节约了人力资源，而且成本降低；检测稳定，数据可靠；体积小，便于携带。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的实例图；

图2是本发明的一个较佳实施例的内部结构图；

图3是本发明的一个较佳实施例的试纸放置外壳。

具体实施方式

本发明提供了一种免疫层析试纸条检测设备，设备包括手持式检测仪，信息服务器和试纸放置外壳，其中手持式检测仪包括以下几个部分：32位基于ARM核心的CPU微处理器，基于CMOS传感器技术的摄像头，紫外LED阵列灯，可触摸LCD屏幕，条码扫描模块，低功耗小尺寸WIFI模块；低功耗的SRAM、FLASH闪存、FIFO缓存内置于以STM32F103ZE处理器为核心的集成电路板。

本发明设计使用条形码扫描器实现条码扫描功能，条码扫描器可扫描一维条形码和二维条形码，条码扫描器可以很好地摆脱数据填写和选择的步骤，这其中包括了病人的姓名性别年龄的输入和检测疾病种类的选择；极大地缩短了对于试纸条的总体检测时间。只要在作为信息服务器的计算机端事先输入好对应的病人相关信息，我们通过WIFI模块传输条形码检测的信息来匹配数据库信息，达到筛选信息的功能。这实际上对于快速检测是非常必要的。举例来说，条形码上携带的是检测人编号和检测种类的编号,通过扫描得到信息,以WIFI模块传输到PC主机上，将这些信息与我们的数据列表信息相对比，如果数据库里有则进行下一步检测过程，若不匹配则无法进行下一步。

本发明采用了可触摸LCD屏幕，可以完全抛弃键盘操作,采用触屏控制整个检测过程；另外本发明还采用电阻式触摸屏和电容式触摸屏可人工选择适应的模式，当操作者佩戴医用橡胶手套时可以激活电阻式触摸屏，当不佩戴医用橡胶手套时激活电容式触摸屏模式。

本发明采用了紫外光激发的LED阵列灯，会极大的节省电源的消耗，也为本发明的手持式检测仪采用独立电源打下了基础。并且一次电充满的使用时间相比同类产品会长很多，原因很大程度上就是由于LED灯的应用，极大的节省了用电量，因为基本上光源是相对占大多数的用电量；同时在液晶屏上的设计上我们加入了亮度的调节，可以根据环境降低适当的亮度达到节省用电的要求；在选择每个模块时我们尽量都会挑选低功耗的器件这会有利于我们的节省用电的目的。

本发明提供的检测设备，采用无线通讯方式实现数据传输，不再依赖数据采集卡或USB接口，完成数据的采集和传输，使得该检测设备能够脱离数据线，可以超出数据线连接的范围任意设置检测设备的位置，提高了设备的可便携性。无线通讯方式为wifi方式。手持设备具有wifi模块，并通过wifi模块与计算机进行数据传输。

同时，使用wifi方式传输数据，可以实现一台检测设备与多台计算机的数据交互，或者实现一台计算机控制多台检测设备同时完成多个样本的检测与数据处理，大大提高了检测效率，节约了人力资源。在信息服务器上有数据列表，也就是相当于将病人各类信息提前录入计算机，通过现有的信息和条码上的信息(WIFI模块传输的)相对比，达到数据效验的功能；在数据竞争上，每一个数据都有检测时间的记录，以此区分；数据覆盖采用追加模式，在此方式下，系统会保留原有的数据，并单独保存现有的之后的数据。

本发明的自带WIFI模块，可以十分迅速的将检测数据上传到信息服务器，也就是计算机上方便数据的存储。

本发明供电模块使用高能锂电池组供电。采用高容量、小体积、可充电锂电池组对CMOS摄像头、紫外LED阵列发光装置、整个电路板模块和LCD屏幕供电，脱离市电可以连续供电6小时以上。锂电池容量大、重量小、寿命长，且无“记忆效应”，进一步提高了设备的可便携性。锂电池组为充电锂电池组。

同时本发明在设备的外形设计上也是十分的精巧，大小适中，适合使用者单手使用，在实际检测情况下是很适应实际环境。(如图1)

在试纸条的具体制作上也是添加了信息确认步骤，具体就是增加了一维条形码，这极大的简化了在检测过程中的数据处理。

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图2所示，本实施例的手持式检测仪包括：USB接口①；按键模块②；触摸式LCD屏幕③；LED模块④(365nm紫外光LED阵列光)；摄像头模块⑤；试纸条插槽⑥；条形码扫描模块⑦；WIFI模块⑧；STM32集成电路板⑨；供电模块⑩。

在检测试纸条之前，首先要WIFI模块⑧启动使手持式检测仪与信息服务器连接，确保信息的传输(之后的条形码检测信息都要通过该模块与信息服务器联系)。其次用条形码检测模块⑦进行病人识别，相当一个检测的准入机制。若前两步正常将试纸条插入试纸条插槽⑥，再用条形码检测模块⑦对试纸条上的条形码检测，这是对检测种类的检查，若符合检查要求，此时LED模块④打开，摄像头模块⑤开始获取试纸条的检测区域的图片，并传送至以ARM系列CPU为核心的STM32集成电路板⑨处理，得出最终检测的结果，上述的过程都实时呈现在触摸式LCD屏幕③上。

若想对内部算法或程序进行改动，可以通过USB接口①对相关软件和文件修改、删除或添加。这里采用KEIL编译器修改或添加功能，生成ROM文件，通过CLComm软件直接添加入手持机中；所以可以用USB接口直接添加修改。

整个图像采集传输处理过程，通过摄像头模块采集到图像，在处理图像前会自动截取获得的一部份图像显示在液晶屏上，对其进行灰度值的检测,得到检测结果显示在屏幕上,并可以上传到PC机上；仪器中的摄像模块、紫外LED光源模块、均采用可充电电池组⑩统一供电，并且可以连续供电，完全可以满足该检测设备在无市电环境下的正常工作和使用，大大提高了设备的便携性。

如图3所示，本发明所述试纸放置外壳的具体实施例包括手持区域、条码区域和试纸条区域，其中手持区域长16mm，条码区域长17mm,试纸条区域长19mm，其中试纸条长12mm，宽3mm,试纸条距离端部11mm。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，包括手持式检测仪、信息服务器和试纸放置外壳，其中

所述手持式检测仪包括：微处理器模块、摄像头模块、紫外LED阵列灯模块、可触摸LCD屏幕模块、条码扫描模块、低功耗小尺寸WIFI模块、内置低功耗的SRAM、FLASH闪存、FIFO缓存的集成电路模块和供电模块；

所述试纸放置外壳包括手持区域、条码区域和试纸条区域；

所述试纸放置外壳放入所述手持式检测仪，所述条码扫描模块对所述条码区域进行扫描，并通过所述WIFI模块与所述信息服务器进行比对，所述摄像头模块对所述试纸条区域上的试纸进行拍摄，并通过所述微处理器模块图像处理，显示在所述可触摸LCD屏幕模块上。

2.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述微处理器模块为32位基于ARM核心的CPU，型号为STM32F103ZE。

3.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述摄像头模块是基于CMOS传感器技术的摄像头。

4.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述可触摸LCD屏幕模块包括电阻式触摸屏和电容式触摸屏，所述电容式触摸屏叠加在所述电阻式触摸屏上面，并配置有激活所述电阻式触摸屏和所述电容式触摸屏的选择开关。

5.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述紫外LED阵列灯模块采用365nm紫外光。

6.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述条码扫描模块可以读取一维条形码和二维条形码。

7.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述供电模块为可充电式高能锂电池组。

8.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述信息服务器存储有病人信息列表和检测种类列表，所述病人信息列表包括病人姓名、性别和年龄，所述检测种类列包括荧光免疫检测和胶体金免疫检测。

9.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述试纸放置外壳可采用玻璃，金属或硬塑料材料制成。

10.如权利要求1所述的免疫层析试纸条检测设备，其特征在于，所述微处理器图像处理算法的改变可通过重新配置所述微处理器来实现。